本發(fā)明涉及組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型模具領(lǐng)域，具體涉及一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置及試件成型方法。

背景技術(shù)：

1、隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展對(duì)能源資源的需求日益增加，隧道、地下工程及地下空間的開(kāi)發(fā)和利用日益受到世界各國(guó)的重視。

2、伴隨著地下空間開(kāi)發(fā)工作的持續(xù)深入，為滿足地下洞室在交通運(yùn)輸、水力發(fā)電、能源儲(chǔ)存及深地研究等領(lǐng)域的應(yīng)用需求，目前涌現(xiàn)出了越來(lái)越多的結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜雙洞并行地下洞室工程，雙洞并行地下洞室具有施工工藝簡(jiǎn)單、受總體線型規(guī)劃影響小、設(shè)置靈活、造價(jià)易于控制等優(yōu)點(diǎn)，因而在實(shí)際施工過(guò)程中被廣泛采用。然而雙洞隧道與單洞隧道相比洞室間相互影響顯著，結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜多變，隧洞間中夾巖層極易受到擾動(dòng)而產(chǎn)生破壞，給并行雙洞隧道安全施工和運(yùn)營(yíng)帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。

3、而巖體是具有不連續(xù)性、非均質(zhì)性和各向異性的地質(zhì)體，雙洞并行地下洞室在巖體當(dāng)中施工和運(yùn)營(yíng)時(shí)往往不能忽略巖體結(jié)構(gòu)本身對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響，洞室本身的受力形式也主要由巖體的構(gòu)造特性所決定。巖體結(jié)構(gòu)的脆性及非均質(zhì)性會(huì)導(dǎo)致雙洞隧道在不同的形狀及布置方式下圍巖力學(xué)特性的差異，從而造成巖體圍巖的破壞模式及失穩(wěn)機(jī)理的復(fù)雜性。

4、因此，通過(guò)室內(nèi)縮尺試件相似試驗(yàn)來(lái)模擬和研究雙洞隧道在類(lèi)巖體圍巖中的失穩(wěn)破壞模式具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

5、然而，現(xiàn)有的類(lèi)巖體雙洞試件成型模具裝置的集成度和重復(fù)使用率較低，一套模具只能針對(duì)一種類(lèi)型雙洞隧道工況試件的制作；同時(shí)試件在制作過(guò)程中缺乏精細(xì)化控制過(guò)程，致使試件制作過(guò)程中非相關(guān)變量不易控制，從而影響試驗(yàn)結(jié)果。

6、本發(fā)明公開(kāi)了一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型模具裝置及使用方法，可實(shí)現(xiàn)任意組合形狀類(lèi)巖體雙洞試件的高效及精細(xì)化制作，從而有助于深入研究復(fù)雜條件下地下巖體并行洞室的失穩(wěn)模式和破壞機(jī)制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置及試件成型方法，通過(guò)本發(fā)明，提高試件成型裝置的集成度、適應(yīng)性、成型精準(zhǔn)度和重復(fù)使用率。

2、該目的采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置及試件成型方法，包括底板和矩形環(huán)框，所述矩形環(huán)框可拆卸的連接在底板的上端面上；底板兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面上可拆卸連接有兩個(gè)豎直位置調(diào)節(jié)組件，豎直位置調(diào)節(jié)組件上均連接有定位支架，定位支架上均連接有水平位置調(diào)節(jié)組件，水平位置調(diào)節(jié)組件上連接有隧洞模型體。優(yōu)選的，矩形環(huán)框包括四個(gè)首位依次可拆卸連接的成型側(cè)板。

4、豎直位置調(diào)節(jié)組件使定位支架、隧洞模型體沿豎直方向移動(dòng)；水平位置調(diào)節(jié)組件使隧洞模型體沿水平方向移動(dòng)。

5、水平位置調(diào)節(jié)組件與隧洞模型體之間設(shè)置有第一伸縮組件，第一伸縮組件用于調(diào)節(jié)隧洞模型體與底板之間的距離。

6、在使用時(shí)，將矩形環(huán)框連接在底板上；將兩個(gè)豎直位置調(diào)節(jié)組件分別連接在底板兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面上；將兩個(gè)定位支架分別連接在兩個(gè)豎直位置調(diào)節(jié)組件上；

7、根據(jù)雙洞隧道的位置信息，調(diào)節(jié)豎直位置調(diào)節(jié)組件使定位支架、隧洞模型體沿豎直方向移動(dòng)；水平位置調(diào)節(jié)組件使隧洞模型體沿水平方向移動(dòng)；在矩形環(huán)框的內(nèi)側(cè)、底板的上端面上均勻涂抹凡士林；在兩個(gè)隧洞模型體外表面均勻涂抹凡士林；

8、調(diào)節(jié)設(shè)置在水平位置調(diào)節(jié)組件與隧洞模型體之間的第一伸縮組件，第一伸縮組件使隧洞模型體的下端與底板的上端相互接觸；

9、將預(yù)設(shè)的雙洞隧道材料澆注在底板上，當(dāng)預(yù)設(shè)的雙洞隧道材料覆蓋在矩形環(huán)框的上端面上時(shí)，敲擊底板的側(cè)面，使預(yù)設(shè)的雙洞隧道材料包裹隧洞模型體，在底板上覆蓋第一層保鮮膜進(jìn)行密封養(yǎng)護(hù)；

10、第一預(yù)設(shè)時(shí)間后，預(yù)設(shè)的雙洞隧道材料初步凝結(jié)，調(diào)節(jié)第一伸縮組件，使兩個(gè)隧洞模型體向上移動(dòng)，當(dāng)兩個(gè)隧洞模型體取出后，在底板上覆蓋第二層保鮮膜，封閉兩個(gè)隧洞模型體取出后形成的雙洞洞口；

11、第二預(yù)設(shè)時(shí)間后，預(yù)設(shè)的雙洞隧道材料凝結(jié)，得到底板上的成型試件；將矩形環(huán)框從底板上拆除；

12、敲擊底板的側(cè)面，使成型試件與底板分離。

13、與現(xiàn)有的成型裝置相比，本裝置能夠便捷的快速的拆卸和組裝雙洞試件成型裝置，且操作便捷，能夠重復(fù)使用。并且，本裝置能夠適用于不同的試件制作，在操作使用時(shí)，能夠通過(guò)豎直位置、水平位置調(diào)節(jié)組件調(diào)節(jié)兩個(gè)隧洞模型體在底板上的位置，進(jìn)而適用于不同位置關(guān)系的雙洞隧道的成型試件的制作，使用范圍更廣。

14、具體的，豎直位置調(diào)節(jié)組件可以為多種結(jié)構(gòu)，本發(fā)明人優(yōu)選了一種豎直位置調(diào)節(jié)組件的結(jié)構(gòu)，豎直位置調(diào)節(jié)組件包括兩個(gè)刻度滑槽，兩個(gè)刻度滑槽分別可拆卸連接在底板兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面上；刻度滑槽包括滑槽刻度尺和滑軌凹槽，定位支架可拆卸的連接在滑軌凹槽內(nèi)，且定位支架能夠沿滑軌凹槽所在方向滑動(dòng)。

15、定位支架包括凸形底座、空心圓柱支座和圓柱升降支架，圓柱升降支架的下端套裝在空心圓柱支座內(nèi)，空心圓柱支座的下端與凸形底座連接，圓柱升降支架能夠在空心圓柱支座內(nèi)周向旋轉(zhuǎn)；水平位置連接器與圓柱升降支架的上端連接。

16、凸形底座連接在滑軌凹槽內(nèi)，且凸形底座在滑軌凹槽內(nèi)滑動(dòng)，滑軌凹槽所在直線為豎直直線，當(dāng)凸形底座沿滑軌凹槽滑動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)定位支架、隧洞模型體沿豎直方向移動(dòng)。

17、優(yōu)選的，圓柱升降支架上設(shè)置有垂直線，空心圓柱支座上設(shè)置有垂直指針，空心圓柱支座在圓柱升降支架上旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)垂直線與垂直指針對(duì)準(zhǔn)時(shí)，水平位置控制桿位于水平直線上。

18、具體的，水平位置調(diào)節(jié)組件包括水平位置連接器、水平位置固定器，水平位置連接器連接在定位支架上，水平位置固定器上設(shè)置有通孔，且通孔內(nèi)連接有水平位置控制桿，隧洞模型體與水平位置控制桿可拆卸連接，水平位置控制桿上設(shè)置有控制桿刻度尺。

19、具體的，第一伸縮組件包括豎向齒條和固定器，豎向齒條上螺紋連接有升降固定器，豎向齒條的下端與固定器的滾輪軸承的內(nèi)圈連接，固定器的下端與隧洞模型體可拆卸連接，通過(guò)旋轉(zhuǎn)豎向齒條使隧洞模型體上下移動(dòng)。優(yōu)選的，升降固定器上設(shè)置有水平氣泡儀。

20、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

21、本發(fā)明一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置及試件成型方法，提高了類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置的集成度和重復(fù)使用率，本裝置組裝和拆卸過(guò)程方便，各部件之間的組成契合度高，裝置操控性好，因此在試件制作過(guò)程中更便于實(shí)現(xiàn)本裝置的精細(xì)化控制，同時(shí)本裝置的試件制作適應(yīng)性強(qiáng)，可針對(duì)多種構(gòu)造類(lèi)型及多種位置關(guān)系的雙洞隧道工況完成試件的制作，進(jìn)一步提高了本裝置的重復(fù)使用效率和試驗(yàn)試件的制作效率，減少了試驗(yàn)周期。

22、本裝置可實(shí)現(xiàn)雙洞隧道模型多種構(gòu)型及多種位置組合的試件精細(xì)化制作，根據(jù)工程試驗(yàn)背景和試驗(yàn)?zāi)康?，可?shí)時(shí)快速調(diào)整隧洞模型體的平面形狀和相對(duì)位置關(guān)系，并通過(guò)滑槽刻度尺和水平位置控制桿實(shí)現(xiàn)隧洞模型體的精準(zhǔn)定位，可有效減少試件在制作過(guò)程中其他非相關(guān)變量因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，進(jìn)一步提高試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，有助于深入研究復(fù)雜條件下地下巖體并行洞室的失穩(wěn)模式和破壞機(jī)制。

技術(shù)特征：

1.一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置，其特征在于，包括底板(3)和矩形環(huán)框，所述矩形環(huán)框可拆卸的連接在底板(3)的上端面上；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置，其特征在于，水平位置調(diào)節(jié)組件與隧洞模型體(2)之間設(shè)置有第一伸縮組件，第一伸縮組件用于調(diào)節(jié)隧洞模型體(2)與底板(3)之間的距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置，其特征在于，豎直位置調(diào)節(jié)組件包括兩個(gè)刻度滑槽(1)，兩個(gè)刻度滑槽(1)分別可拆卸連接在底板(3)兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面上；刻度滑槽(1)包括滑槽刻度尺(7)和滑軌凹槽(6)，定位支架可拆卸的連接在滑軌凹槽(6)內(nèi)，且定位支架能夠沿滑軌凹槽(6)所在方向滑動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置，其特征在于，水平位置調(diào)節(jié)組件包括水平位置連接器(13)、水平位置固定器(14)，水平位置連接器(13)連接在定位支架上，水平位置固定器(14)上設(shè)置有通孔(21)，且通孔(21)內(nèi)連接有水平位置控制桿(9)，隧洞模型體(2)與水平位置控制桿(9)可拆卸連接，水平位置控制桿(9)上設(shè)置有控制桿刻度尺。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置，其特征在于，第一伸縮組件包括豎向齒條(25)和固定器(28)，豎向齒條(25)上螺紋連接有升降固定器(26)，豎向齒條(25)的下端與固定器(28)的滾輪軸承(27)的內(nèi)圈連接，固定器(28)的下端與隧洞模型體(2)可拆卸連接，通過(guò)旋轉(zhuǎn)豎向齒條(25)使隧洞模型體(2)上下移動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置，其特征在于，升降固定器(26)上設(shè)置有水平氣泡儀(30)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置，其特征在于，定位支架包括凸形底座(10)、空心圓柱支座(11)和圓柱升降支架(12)，圓柱升降支架(12)的下端套裝在空心圓柱支座(11)內(nèi)，空心圓柱支座(11)的下端與凸形底座(10)連接，圓柱升降支架(12)能夠在空心圓柱支座(11)內(nèi)周向旋轉(zhuǎn)；水平位置連接器(13)與圓柱升降支架(12)的上端連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置，其特征在于，圓柱升降支架(12)上設(shè)置有垂直線(18)，空心圓柱支座(11)上設(shè)置有垂直指針(16)，垂直線(18)與垂直指針(16)對(duì)準(zhǔn)時(shí)，水平位置控制桿(9)位于水平直線上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置，其特征在于，矩形環(huán)框包括四個(gè)首位依次可拆卸連接的成型側(cè)板(4)。

10.一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型方法，其特征在于，包括權(quán)利要求1-9任一所述的成型裝置，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置及試件成型方法，涉及組合式類(lèi)巖體雙洞試件成型模具領(lǐng)域，包括底板和矩形環(huán)框，所述矩形環(huán)框可拆卸的連接在底板的上端面上；底板兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面上可拆卸連接有兩個(gè)豎直位置調(diào)節(jié)組件，豎直位置調(diào)節(jié)組件上均連接有定位支架，定位支架上均連接有水平位置調(diào)節(jié)組件，水平位置調(diào)節(jié)組件上連接有隧洞模型體；豎直位置調(diào)節(jié)組件使定位支架、隧洞模型體沿豎直方向移動(dòng)；水平位置調(diào)節(jié)組件使隧洞模型體沿水平方向移動(dòng)。本發(fā)明提高了類(lèi)巖體雙洞試件成型裝置的集成度和重復(fù)使用率。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭賀斌,易米瀅,胡啟軍,毛健華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西南石油大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30